METODOLOGI PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di PHPT, Muara Angke, Jakarta Utara. Waktu penelitian berlangsung dari bulan April sampai September 2007.
B. Bahan dan Alat Penelitian Penelitian yang dilakukan ini menggunakan bahan yaitu ikan Samgeh (Argyrosomus amoyensis) yang sudah di belah dan sudah melalui proses penggaraman, ikan Tembang (Sardinella Fimbriata) yang sudah melalui proses penggaraman, yang didapat dari nelayan sekitar Muara Angke serta bahan bakar dari batok kelapa. Alat-alat untuk mendukung penelitian yang digunakan adalah :
Alat Pengering Surya Hibrid tipe lorong Termometer Timbangan digital EK 1200 A Anemometer Model A541 Oven Drying SS 204 D Thermocopel kabel dan thermocopel batang C. Pengering ERK Tipe Lorong Pengering ERK tipe lorong didisain dengan bentuk setengah lingkaran. hal ini didasarkan pada arah pancaran sinar matahari dari posisi timur ke barat. Sinar datang dari matahari akan membentuk sudut 180o sehingga diharapkan sinar matahari yang ditangkap ruang pengering menjadi lebih efektif. Pengering ERK tipe lorong ini didisain untuk menangani bahanbahan pangan atau pertanian yang umumnya sensitif terhadap kerusakan mekanis dan yang tahan terhadap suhu sampai 600C. Karena bahan yang dikeringkan sensitif terhadap kerusakan mekanis dengan demikian pada sistem ini pengeringan dilakukan tidak dengan cara menumpuk, tetapi diletakkan di atas wadah yang atasnya berlubang (seperti jaring, rak bambu dan lain-lain).
17
Prinsip kerja alat pengering ini adalah radiasi surya masuk kedalam sistem pengering melalui dinding transparan dan diserap oleh absorber. Penyerapan energi ini mengakibatkan terjadinya kenaikan suhu dari ruang kolektor dan hasilnya adalah perbadaan suhu antara komponen tersebut dengan suhu udara di dalam ruang pengering. Perpindahan panas akan terjadi secara konvektif dan secara radiatif ke udara (dalam bentuk gelombang panjang). Sebagian besar gelombang panjang radiasi ini akan diserap atau dipantulkan oleh dinding transparan dan hanya sebagian kecil yang dilepaskan ke lingkungan. Oleh karena itu keseimbangan termal dari sistem dengan lingkungan akan bergeser pada suhu yang lebih tinggi. Udara dengan suhu lebih tinggi ini kemudian digunakan untuk mengeringkan ikan. Outlet udara dialokasikan pada dinding yang sisinya berseberangan dengan inlet untuk menghindari rendahnya tekanan akibat hisapan dari kipas. Pemanasan dari pembakaran batok kelapa disalurkan melalui udara yang mengalir melalui penukar panas. Kipas digunakan untuk mengalirkan udara melalui pipa-pipa penukar panas tersebut. Pada saat udara melalui penukar panas, transfer panas berlangsung melalui dinding saluran penukar panas. Perpindahan panas ini dibantu dengan dengan adanya kecepatan udara yang tinggi yang melalaui penukar panas tersebut.
Panas matahari
Inlet
HE
Kolektor
outlet
Ruang Pengering
Panas Tungku Gambar 1. Skema aliran panas pada alat pengering ERK Tipe Lorong
18
D.
Komponen-Komponen Pengering ERK Pada dasarnya komponen-komponen pengering ERK dapat dibedakan menjadi : bangunan ruang pengering, wadah produk, pengaliran udara, dan sistem pemanasan.
1. Bangunan ruang pengering. a. Dimensi bangunan, panjang 20m, lebar 1.60, dan tinggi 1m. Bangunan dilengkapi 6 buah pintu yang dibuka tutup secara digeser. b. Dinding transparan yang terbuat dari polikarbonat 1.2 mm. Berfungsi sebagai penerus radiasi surya pendek dan bersifat opak bagi radiasi surya gelombang panjang. Dinding ini juga menahan perpindahan panas secara konvektif ke udara sekitar. c. Dasar pengering. Berfungsi untuk menyerap radiasi dan menahan perpindahan panas secara konduktif.
2. Wadah produk (ikan) a. Rak pengering, sebanyak 12 buah yang terdiri dari 6 buah rak dibagian atas dan 6 buah rak dibagaian bawah. Ukuran rak bawah lebih besar dari rak bagian atas. Berfungsi sebagai wadah produk yang dikeringkan. Dimensi rak bagian atas adalah: lebar 1.2 m dengan panjang 2 m, sedangkan rak bagian bawah lebar 1.5 m dengan panjang 2 m.
3. Sistem pengaliran udara a. kipas inlet/penukar panas, sebanyak 1 buah. Kipas yang digunakan merupakan tipe aksial dengan daya 320 W. Berfungsi untuk menghisap udara dan menghembuskannya melalui penukar panas ke arah produk yang dikeringkan. b. kipas outlet, sebanyak 1 buah. Kipas ini berdaya 80 W yang digerakan oleh fotovoltaik (PV) yang energi listriknya disimpan dalam baterai. c. Turbine ventilator. Digerkan oleh angin. Baik kipas outlet maupun turbine ventilator berfungsi membantu pengaliran udara.
19
d. Ventilasi (1 buah). Terletak dibagian depan pengering. Berfungsi untuk melewatkan udara dari/keluar/dalam ruang pengering.
4. Sistem pemanasan a. Kolektor surya.Terdiri dari absorber yang bahannya serupa dasar pengering. b. Penukar panas. Terbuat dari pipa-pipa besi dengan panjang 0.5 m, diameter bagian dalam 0.0133 m, dan diameter luar 0.0167 m. alat ini berfungsi untuk memperluas permukaan pindah panas. Gas hasil pembakaran dari tungku akan mengalir melalui pipa-pipa ini kemudian dibuang melalui outlet penukar panas yang ada di atasnya. c. Tungku.
Berfungsi
sebagai
tempat
berlangsungnya
proses
pembakaran.
E.
Metode Pengujian Performansi 1. Prosedur Percobaan Urutan rangkaian kegiatan yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Mempersiapkan alat pengering serta alat pengukur yang akan digunakan dalam percobaan (pyranometer, termometer, timbangan, timer, dan anemometer) 2. Mempersiapkan dan menimbang batok kelapa sebagai bahan bakar yang akan digunakan. 3. Pengujian yang dilakukan pada sistem pengering meliputi : a. Pengukuran radiasi surya, suhu udara, RH udara, kecepatan udara dan kebutuhan bahan bakar.
2. Parameter Yang Diukur Pada penelitian ini, parameter yang akan diukur adalah : 1. Iradiasi Surya Data iradiasi surya diukur dengan menggunakan pyranometer. Pengukuran iradiasi surya dilakukan selama waktu pengeringan dengan selang waktu 30 menit dari awal proses sampai akhir proses pengeringan.
20
2. Suhu Dalam Glossary of Meteorology suhu disebutkan sebagai derajat panas atau dingin yang diukur berdasarkan skala tertentu dengan menggunakan berbagai tipe termometer (Staf Pengajar Klimatologi, 1985). Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan temometer alkohol dan termometer batang. Suhu yang diukur adalah suhu pada tungku pembakaran, suhu pada heat exchanger, pada cerobong, pada plat kolektor, pada bangunan pengering, dan suhu lingkungan. Pengukuran suhu dilakukan setiap selang waktu 30 menit dari awal proses sampai akhir proses pengeringan. 3. Kecepatan Udara Pengukuran kecepatan aliran udara dilakukan dengan menggunakan Anemometer. Pengukuran dilakukan pada udara luar dan udara inlet ruang pengering. 4. Lama Pengeringan Lama
pengeringan
merupakan
waktu
yang
diperlukan
untuk
mengeringkan ikan yang mengandung kira-kira 80% air menjadi 35-45%. 5. Kebutuhan Energi Biomassa Energi biomassa digunakan untuk mengeringkan bahan pada malam hari sebagai pengganti energi surya. Kebutuhan jumlah biomassa dihitung berdasarkan kapasitas ruang pembakaran sehingga dapat ditentukan banyaknya bahan bakar yang dibutuhkan untuk proses pengeringan.
3. Perlakuan Pengambilan data dilakukan pada siang hari dengan sumber energi pengeringan dari radiasi surya dan malam hari dengan memakai batok kelapa yang dibakar pada tungku biomassa sebagai sumber panas. Perbedaan perlakuan pada tiap percobaan dilakukan untuk mengetahui kinerja alat dengan menggunakan sumber energi surya atau biomassa atau keduanya.
21
Percobaan 1.
Tabel 2. Perlakuan dalam setiap percobaan Perlakukan Sumber energi Menggunakan sampel ikan Samgeh sebanyak
Surya
10 kg dan ikan Tembang sebanyak 10 kg dengan penjemuran merata pada setiap rak bagian atas. Pengeringan hanya dilakukan pada siang hari 08:00-15:30 WIB. 2.
Tidak
menggunakan
beban.
Percobaan
Surya
dilakukan mulai pukul 15:00-17:30 WIB
kemudian
dengan sumber panas dari radiasi matahari.
Biomassa
Kemudian dilanjutkan dengan menggunakan biomassa dari pukul 17:45-20:00 WIB. 3.
Menggunakan sampel ikan Samgeh sebanyak
Biomassa
135 kg dengan penjemuran merata pada
kemudian
setiap rak atas dan rak bawah. Pengeringan
Surya
dilakukan mulai pukul 03:00 WIB dengan menggunakan biomassa sampai pukul 08:00 selanjutnya bahan bakar tidak digunakan lagi karena panas sudah cukup dari energi surya. 4.
Percobaan dilakukan mulai pukul 18:45 04:15
WIB.
Sampel
yang
Biomassa
digunakan
sebanyak 11 kg ikan Samgeh dengan penjemuran merata pada setiap rak bagian atas.
4. Kinerja Sistem Pemanas pada Alat Pengering ERK Untuk mengukur kinerja sistem pemanasan pada alat pengering ERK tipe lorong, dilakukan analisis data sebagai berikut : •
Efisiensi kolektor
•
Efisiensi sistem tungku
•
Efektifitas penukar panas ( heat exchanger).
22
